煤礦沖擊危險性的定性與定量評價研究

齊慶新,李海濤,李曉鵬

(1.煤炭科學研究總院 深部開采與沖擊地壓防治研究院,北京 100013; 2.煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點實驗室，北京 100013)

0 引 言

沖擊地壓已然成為威脅煤礦安全生產最為主要的動力災害，其本質是大量彈性變形能的劇烈釋放，作為工程科學問題，實現對其科學有效的防控是開展相關研究的最終目的，而沖擊危險性評價則是將沖擊地壓能量本質具象化的關鍵環節，其包含的沖擊危險區域識別和沖擊危險等級劃分等內容，對于防控措施科學設計和有效實施都具有無可替代的支撐作用。然而，能量本身具有較高的抽象程度，在現有條件下尚不具備原位直接測量的手段，根據煤巖類介質的本構可知，變形能由介質自身屬性及應力、應變決定，其中，應變雖然可測，但作為因變量，受制于介質屬性和應力，而連續、全面的介質屬性原位探測/監測，目前仍然有較多技術問題有待攻關[1-3]，在應用中，通常將既定現場的介質屬性作為常量對待[4-5]。相比而言，應力作為與開采活動直接相關的物理量，是在既定的介質屬性條件下，引起變形能積聚的直接原因，與變形能具有更為顯著的相關性。然而，與瓦斯、水等可以直接測量的具體物質相比，應力在現場條件下通常需要借助鉆屑量、波速等物理量進行間接反算或表征，同時，應力作為連續分布于整個采掘空間內的物理量，現有測試手段尚無法實現充分覆蓋，需要借助插值算法等完成連續應力場的反演[6-8]。……